【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维地质建模，具体是一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法及其相关装置。
技术介绍
1、早在1992年国际勘探地球物理学家协会和欧洲勘探地球物理学家协会就成立了seg/earg三维建模委员会，1993年加拿大的学者simon w.houlding提出三维地质建模的概念，并详细阐述了实现地质三维可视化技术的一些基本方法，包括三角网生成方法、三角网面模型构建方法、三维三角网固化方法、地质体边界的划定和连接等，基本上反映了当时地质体三维可视化技术的核心成果。针对地质建模的特殊性与复杂性，法国的mallet教授提出了离散光滑插值技术(dsi)，法国nancy大学以该技术为核心，开发了知名三维地质建模商业软件gocad，并在2013年与skua软件合并后成为skua-gocad。gocad能够实现复杂断层、褶皱等地质实体的模型构建、多源地球物理数据的集成与分析、地下资源勘探、地质灾害的模拟和预测等功能。
2、leapfrog geo是一个用于地质建模和可视化领域的建模软件，具有友好的建模界面，注重直观性和实时可视化，多用于矿产勘探和地质工程领域。
3、petrel是由schlumberger开发的基于windows平台的三维建模软件，在岩石物理建模、构造建模、确定性和随机性沉积相建模等方面应用广泛，主要包括勘探分析、开发综合分析、钻井生产三大模块，综合了地震解释、构造模拟、岩相模拟、油藏属性、数值模拟显示及虚拟现实等功能。
4、国内研究人员对三维地质建模与可视化的研究最早是陈昌彦等于19
5、在开源软件领域，gempy是德国亚琛大学开发的一个用于地质建模和地质数据分析的开源python库，旨在帮助地质学家、地质模型构建者和资源评估人员建立复杂的三维地质模型。gempy允许用户将地层、断层等地质实体进行描述，可以处理复杂的断层关系，能够自定义地质属性，运用集成式可视化工具直观地展示地质模型。
6、三维地质建模的核心是三维空间中的算法与可视化，不同的建模软件拥有各自的核心算法，用以生成地质几何体、进行地质过程模拟和计算。可视化则须借助计算机视觉技术，不同的建模软件也有相应的可视化解决方案。
7、传统三维地质建模软件能够在资料丰富的前提下建立美观、精细的三维地质模型，但具有如下弊端：
8、1、商业三维地质建模软件均具有极高的使用门槛，要求建模人员具有专业的建模理论知识和熟练的软件操作技术，构建模型时操作步骤较为复杂，且对数据资料的完备性要求较高，若不能按照软件需求的类型和格式收集数据，则难以建立模型。
9、2、专业三维地质建模软件的功能繁杂，实际应用便捷性较差，难以应用于工程中需要快速建立三维地层的场景，对地下构筑物、地质异常体的建模与集成功能欠缺。
10、3、不同建模软件之间的数据互通性极差，难以实现数据共享。
11、4、现有建模软件所建立的三维地质模型难以脱离平台软件平台运行，构建模型之后无法独立使用。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法及其相关装置，能够将基础地质数据、钻孔数据、地球物理解释数据进行整合，能够融合商业建模软件生成的模型数据，形成一种多源数据融合的三维地质模型可视化方法。
2、本专利技术采用的技术方案：一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，包括以下步骤：
3、s1：建模数据的批量提取，将多种来源的数据分为四种类型：
4、(1)基础地质数据，包括钻孔柱状图、平面地质图和剖面图，从钻孔柱状图中提取地层分层数据，从平面地质图中提取各个地层的产状数据，从剖面图中提取地层、断层的空间位置、产状数据；
5、(2)地下构筑物数据，提取地下构筑物的几何数据；
6、(3)地质异常体数据，通过地球物理解释数据获取富水区、溶洞、陷落柱的空间位置和几何形态点云数据；
7、(4)其他来源数据，支持导入三维地质建模软件创建的数据，如leapfrog geo、geomodeller等软件的导出数据(*.vtu格式)，支持gocad的tsurf数据(*.ts格式)直接导入，以及其它建模软件，如petrel，生成的xyz数据或其它文本文件格式进行导入，涵盖了主流三维地质建模软件的数据格式类型；其他三维地质建模软件的数据格式类型也可以通过本专利技术的数据格式转化原理进行数据格式的转化与导入；
8、s2：根据s1中提取的数据生成模型，包括：
9、(1)生成基础地质模型：从地质图、剖面图、钻孔柱状图提取的数据，综合生成地层、断层的面模型数据体；
10、(2)生成地下构筑物三维几何模型：依据地下构筑物的尺寸生成三维几何体模型数据；
11、(3)生成地质异常体模型：依据地球物理解释结果，通过空间点云生成地质异常体三维模型，同时地质异常体的属性数据建立结构化的数据表进行保存；
12、(4)其他来源数据生成模型：通过编写格式转换代码将其他文件格式转换为*.vtu格式数据，实现数据格式统一；
13、s3：模型融合渲染，将s2中的模型数据通过空间坐标匹配进行空间位置拓扑关系建模，在统一的三维空间坐标系中实现数据集成，在vedo框架中对上述模型进行三维渲染，实现三维可视化。
14、优选的，所述s1中，地下构筑物包括巷道、隧道、硐室、工程桩体。
15、优选的，所述s1中，基础地质数据提取方法为：
16、s11：基于平面地质图对地质实体界限进行数字化处理，结合数字高程模型赋予地质实体界面点的三维坐标和产状信息；对于钻孔柱状图和剖面图，批量读取点、线要素及其插入点的相对坐标，根据钻孔坐标进行坐标转换，得到地层、断层要素的三维坐标，提取分层点数据；
17、s12：基于提取的分层点数据及产状数据构建地层层序关系表，设定好各个界面之间的接触关系，采用插值方法构建地层界面；
18、s13：将构建好的各个地层界面生成*.vtu格式数据。
19、优选的，s2中生成地下构筑物三维几何模型的方法为：依据巷道或隧道的断面提取巷道或隧道的断面尺寸，根据巷道或隧道中心线，生成巷道或隧道的三维几何体模型数据；硐室和工程桩体则根据其设计尺寸生成三维几何体。
20、5.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：s2中其他来源数据生成模型的方法为：通过编写格式转换代码，将其他文件本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：所述S1中，地下构筑物包括巷道、隧道、硐室、工程桩体。
3.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：所述S1中，基础地质数据提取方法为：
4.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：生成地质异常体模型的方法为：根据地质异常体的地球物理解释结果提取异常体表面控制点坐标，运用凸包算法或三维delaunay剖分技术，生成异常体的表面模型，包括：
5.根据权利要求2所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：S2中生成地下构筑物三维几何模型的方法为：依据巷道或隧道的断面提取巷道或隧道的断面尺寸，根据巷道或隧道中心线，生成巷道或隧道的三维几何体模型数据；硐室和工程桩体则根据其设计尺寸生成三维几何体。
6.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：S2中其他来源数据生成
7.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：所述S3中模型融合渲染的方法为：
8.一种融合多源数据的三维地质模型可视化系统，其特征在于：包括：
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述融合多源数据的三维地质模型可视化方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于：所述的存储介质为计算机可读存储，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求1至7中任一项所述的融合多源数据的三维地质模型可视化方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：所述s1中，地下构筑物包括巷道、隧道、硐室、工程桩体。
3.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：所述s1中，基础地质数据提取方法为：
4.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：生成地质异常体模型的方法为：根据地质异常体的地球物理解释结果提取异常体表面控制点坐标，运用凸包算法或三维delaunay剖分技术，生成异常体的表面模型，包括：
5.根据权利要求2所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：s2中生成地下构筑物三维几何模型的方法为：依据巷道或隧道的断面提取巷道或隧道的断面尺寸，根据巷道或隧道中心线，生成巷道或隧道的三维几何体模型数据；硐室和工程桩体则根据其设计尺寸生成三维几何体。
6.根据权利要求1所述的一种融合多源数据的三维地质模型可视化方法，其特征在于：s2中其他...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗金辉，张华实，陈玉华，
申请(专利权)人：深地科学与工程云龙湖实验室，
类型：发明
国别省市：
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